Раствор карбоната натрия (pH раствора)

Определить pH раствора карбоната натрия (Na2CO3) с молярной концентрацией эквивалента 0,02 моль-экв/л.

Решение задачи

Запишем уравнение диссоциации раствора карбоната натрия (Na2CO3):

уравнение диссоциации угольной кислоты

Гидролизу подвергается карбонат-ион (CO32-). Гидролиз раствора карбоната натрия (Na2CO3) проходит в две ступени.

Первая ступень:

первая ступень гидролиза угольной кислоты

Вторая ступень:

вторая ступень гидролиза угольной кислоты

В водном растворе  карбоната натрия (Na2CO3)  гидролиз по второй ступени не проходит.

Для вычисления степени гидролиза необходимо вычислить молярную концентрацию раствора карбоната натрия (Na2CO3).
Найдем молярную концентрацию раствора карбоната натрия (Na2CO3) по формуле, устанавливающей связь между нормальной и молярной концентрацией:

формула нормальной концентрации раствора

Где:

N – нормальная концентрация;

M – молярная концентрация;

z – число эквивалентности.

Откуда молярная концентрация равна:

формула молярная концентрации раствора

Напомню, молярная концентрация показывает количество растворенного вещества (моль), содержащегося в 1 л раствора.

Учитывая, что число эквивалентности карбоната натрия (Na2CO3) равно 2 (произведение валентности металла на  число его атомов в молекуле соли), рассчитаем молярную концентрацию раствора карбоната натрия (Na2CO3):

M (Na2CO3) = 0,02 / 2 = 0,01 (моль/л).

Запишем формулу нахождения константы гидролиза (Kг):

формула константы гидролиза

Где:

Кк - константа диссоциации слабой кислоты.

Запишем формулу нахождения степени гидролиза (h):

формула нахождения степени гидролиза

 

После преобразований константы гидролиза получаем:

формула концентрация гидроксид ионов

(Концентрацию гидроксид-ионов [OH-] выразили через ионное произведение воды: [OH-] = Кв/[H+]).

В данном выражении Кк – константа диссоциации гидрокарбонат-иона (HCO3-).

Хочу обратить  внимание, что в расчете используется константа диссоциации угольной кислоты (H2CO3) по второй ступени.

Из справочных данных для угольно кислоты (HCO3-) находим, что константа диссоциации угольной кислоты (HCO3-) равна 4,68 ∙ 10-11.

Известные данные подставим в формулу и рассчитаем концентрацию гидроксид-ионов [OH-]:

концентрация ионов водорода

рОН = –lg 1,46 ∙ 10–3 = 2,84

рН = 14 – рОН = 14 – 2,84 =11,16

Ответ:

pH раствора карбоната натрия 11,16.

Похожие задачи по химии

Оставить комментарий

*